一、粉煤灰对混凝土性能的影响

改善工作性能：

粉煤灰的掺入能够优化混凝土的流动性，使其更易于施工操作。这主要是因为粉煤灰具有优异的流动性和良好的减水性。

粉煤灰的细度和比表面积大，可以填充混凝土中的空隙，提高混凝土的密实度，从而进一步改善其工作性能。

提高强度：

粉煤灰中的活性成分可以与水泥水化产物反应，生成新的水化产物，这些水化产物能够增强混凝土的强度。

粉煤灰的微集料效应可以填充混凝土中的微观空隙，提高混凝土的密实度和强度。

粉煤灰的缓凝作用可以延长混凝土的凝结时间，使混凝土在凝结过程中有更多的时间进行水化反应，从而提高其最终强度。

降低水化热：

粉煤灰可以替代部分水泥，减少了水泥的用量，从而降低了混凝土的水化热。

粉煤灰的缓凝作用也可以降低混凝土的水化热温升，有助于减少混凝土因温度应力而产生的裂缝。

增强耐久性：

粉煤灰中的细颗粒可以填充混凝土中的空隙，减少混凝土的渗透性，从而提高其抗渗性和抗化学腐蚀的能力。

粉煤灰的掺入还可以降低混凝土的干缩变形，减少因干缩而产生的裂缝，进一步提高混凝土的耐久性。

提升经济性：

粉煤灰作为一种工业废弃物，其再利用不仅有助于减少环境污染，还能降低混凝土的生产成本。

通过掺入粉煤灰，可以减少水泥的用量，从而降低混凝土的生产成本。

二、粉煤灰在混凝土中的作用机理

形态效应：

粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻璃体，铝硅酸盐玻璃微珠。这些球状玻璃体表面光滑、粒度细、质地致密，内比表面积小。

它们不仅使水泥浆需水量小，而且往往填充在水泥浆体孔隙中，使混凝土密实性大大提高。

在相同用水量的情况下，这些微珠可以增大混凝土的流动性，改善和易性和可泵性。

微集料效应：

粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，阻止了水泥颗粒的相互粘聚。

粉煤灰颗粒处于分散状态有利于水化反应的进行，同时减少了用水量。

硬化后混凝土孔隙率降低，密实度得以提高。

活性效应（火山灰效应）：

粉煤灰中的活性成份SiO2和AI2O3与水泥和石灰的水化产物在水溶液中发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。

这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的，大大降低了混凝土内部的孔隙率，改变了孔结构，提高了混凝土的密实度。

随着时间的推移，粉煤灰中活性部分SiO2和AI2O3与水泥水化生成的Ca(OH)2发生反应，生成大量水化硅酸凝胶。

粉煤灰外部的一些水化产物在成长过程中也会伸入颗粒空隙中，填充空隙，破坏界面区Ca(OH)2的择优取向排列，大大改善了界面区，促进了混凝土后期强度的增长。

交互作用：

水泥、粉煤灰、外加剂等不同粉料间会产生物理、化学的交互作用。

例如，水泥水化生成的Ca(OH)2是粉煤灰的活性激发剂，而被激发了的粉煤灰一旦水解，降低液相碱度，又会进一步促进未水化水泥水化。

又如，混凝土坍落度经时损失的原因之一是随着水化反应的进行，高效减水剂的浓度降低。而超细粉末的粉煤灰颗粒存在大量比表面积相当大的微珠以及一定量的多孔海绵状的不规则小块，可吸附外加剂，是外加剂的理想载体。

由于粉煤灰水化反应缓慢，吸附在其上的高效减水剂在短时间内不会起作用，之后才随粉煤灰的水化得以逐渐释放，因此新拌粉煤灰混凝土的坍落度经时损失小。

综上所述，粉煤灰对混凝土性能的影响是多方面的，包括改善工作性能、提高强度、降低水化热、增强耐久性和提升经济性等。其作用机理也较为复杂，涉及形态效应、微集料效应、活性效应和交互作用等多个方面。在实际工程中，应根据具体情况和工程要求来确定粉煤灰的掺入量和使用方式。